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相似原理

相似原理是一個多學科套用的原理,主要用於處理自然界和工程中相似現象的研究。其包括幾何相似運動相似動力相似三個方面。具體如下:

幾何相似。模型和原型(或兩個流場)的幾何形狀相同,所有相應的線性尺寸(如長度、面積、體積)按一定比例縮放。

運動相似。在幾何相似的基礎上,模型和原型中流體或物體的運動狀態相似,即對應點的速度和加速度方向一致,且比值相等。

動力相似。作用於模型和原型中相應點的各種物理力(如重力、壓力、粘性力等)維持一定的比例關係,保持幾何相似和運動相似。

此外,相似原理還包括相似三定理,即所有相似的物理現象的解可用同一個特徵數關係式描述,若同名已定特徵數相等且單值性條件相似,則這兩個現象一定相似。其被廣泛套用於各個領域,如結構模型試驗流體力學地質學電學等,通過保持模型和原型的相似性,可以從模型的結果推算出原型的現象。